岩土工程桩基施工与勘察分析

文／郑修军 宁波市建设工程安全质量管理服务总站 浙江宁波 315048

引言：

随着社会、经济和科技的发展，建筑业的持续发展，对安全和稳定的需求也随之提高。期间在岩土工程中进行科学、高效的勘察和分析，不仅可以提高工程建设的效率和质量，而且还可以直接推动工程建设的各个阶段的顺利进行，对整个工程的安全和稳定起到重要的作用。因此，确保桩基施工和勘察工作的有效性是非常必要的。

1、岩土工程桩基施工的具体特点分析

1.1 区域性与不确定性显著

由于施工环境的变化，岩土工程环境的变化将会对其结构和性能产生直接的影响，从而对整个工程的施工质量产生决定性的影响，这就直接反映出岩土工程桩基施工中存在的不确定性。当岩土工程环境发生变化时，其桩基的施工也会随之发生变化。另外，由于地理环境的差异，岩土特性也有较大的差别，土体的特性也会影响到设计参数的选择，而在具体的抗剪强度、压缩性能、实际施工方式等方面也存在着较大的差别。

1.2 隐蔽性与依赖性较强

由于岩土工程的基础建设、地下连续墙的施工、桩基的施工，都是在地下的岩土结构中进行的，因此，岩土工程的隐蔽性较强。在已完工的岩土工程中，其隐蔽特性更加突出，没有专门的检测仪器和技术，是不可能及时发现和解决各种潜在问题的，这也将直接影响整个工程的施工质量。同时，由于岩土工程需要依靠先进的施工技术进行，由此在独立作业方面水平有待提升。

1.3 前导性明显

与实践相比较，岩土工程理论具有较强的前导性。由于任何一种岩土工程技术的应用，都需要对其实际应用效果进行全面的分析和客观的评估。因此，在岩土工程中，桩基施工的先导性特征是显而易见的，如：复合基础、强夯桩、夯实桩等，都是在实际应用中不断发展和完善的。除此之外，从桩基施工建设的流程：桩区场地平整→桩孔定位→浆池开挖→埋设钢护筒→钻机就位、孔位校准→机械挖孔、泥浆循环→清孔换浆→成孔验收→吊放钢筋笼和钢导管→再次清孔→灌筑桩混凝土→成桩来看，通过预期的导向，才能够实现施工流程的顺利推进。

2、浅析基坑勘察技术要点

2.1 勘察方法

因为整个工程包括设计、岩土、地质、结构等多方面内容，因此岩土工程基坑施工也是一项综合性工程。目前的基坑技术包括钻探取样、室内土壤试验、工程地质勘察等，不同的勘察方式会有不同的结果，需要根据具体的地址来确定，这对后续的工作也是非常重要的。

2.2 勘察孔

勘察孔一般包括控制性孔和一般孔，从实践中可以看出，控制性孔的数目是一般孔的两倍，而且两种类型的孔都是在同一平面上分布的。目前在勘察中，最常用的方法就是钻孔，这是一种控制性孔，钻孔的数量超过一般孔数量的一半。

2.3 地下水的测量

地下水位的变化对整个项目的影响较大，因此要加强监测，在钻井结束后，水位相对稳定，可以对整个地层进行勘察，而在地基上进行降雨处理，则需要测量和计算水层的渗透率。当地下水水位较高时，工程人员可采用多根桩同时进行抽水，从而使地下水位下降。在工地正常施工过程中，如果桩身较浅，工程师可采取局部排水措施。

3、岩土工程桩基施工与勘察中的潜在问题

在一个整体的岩土工程中，桩基施工是整个工程的基础与支撑。为了提高桩基工程质量，需要重视在施工前进行现场的地质勘察，挑选具有较高技术水平和较高工作能力的专业技术人员来完成这一工作，并取得相应的岩土数据。利用采集到的数据，需要进行高精度的分析，以此使其更好地融入到工程设计方案的决策设计方案中。当前，多数工程和施工单位已经意识到勘察工作对桩基工作的重要意义，但是在实践中发现许多薄弱环节和潜在问题，使得工程勘察和施工中存在着一定的安全隐患。下文将从四个方面，对此项工作在实施中的潜在不足展开分析：

第一，在实地考察中，多数工作人员的职业素质较低，通过与勘察技术人员的沟通，发现少数岗位人员没有经过专业的岗前培训便直接入职从事技术工作。这部分人员没有充分了解自己的专业知识和勘察能力，在工作中，他们对技术的研究还不够深入，在进行勘察活动时，对自己的行为没有严格的规定。在勘察工地上，一旦遭遇突发事件，往往会感到不知所措，甚至无法理性、客观地解决和解决问题；

第二，对施工和勘察工作来说，绘制图纸也是具有重要意义的，技术人员可以利用地图的解析，划分出主要的勘察范围和次要勘察区，并利用地图上的建筑来进行实地勘察和建设，甚至可以参考地图上的结构、方位等参数。但是，从目前的实际情况来看，大多数的岩土工程在勘察和建设中，可供技术人员使用的地图具有模糊的特征，不但缺乏可供参考的数据，而且难以为技术人员提供决策依据。同时，由于缺乏足够的勘察数据支持，技术人员不能对现场的地质状况和需求进行及时的了解，导致勘察结果与实际需要的数据有较大的偏差；

第三，在勘察过程中，若采用最优技术进行勘察，可减少由于项目实施过程中的不确定性而带来的不便。然而，当前多数勘察施工技术在技术选取上具有一定的随机性，技术人员不能依据实际情况和需要，选择适合于地质条件的技术，甚至在遇到复杂的岩土环境时，也不能保持冷静的思维，从而造成设计和应用中的科学性和规范性不高，给以后的工程建设埋下较大的隐患；

第四，岩土勘察工作结束后，通常会将有关的地质数据和勘察结果数据存入终端，然后对该地区的岩土情况进行集中分析。勘察工作从始至终要经过一段较长的时间，期间所采集的勘察数据会丧失时效性，或在对勘察成果进行集中汇总后，发现有数据遗漏，这便需要技术人员到现场进行二次勘察，从而增加潜在的人力成本，并且在缺乏时效性的基础上，所勘察到的数据信息内容也将失去基本的实质性意义。

4、科学开展岩土工程勘察工作的措施

4.1 勘察方法的选择方面

在进行岩土工程地质勘察中，需要对其内在的关系进行科学的分析。由于各地区的地质条件存在着显著的差别，因此，在进行岩土工程勘察和分析时，需要对其内部的重点和矛盾进行科学的分析，从而确定最优的勘察方案。除此之外，还需要保证勘察方法的合理和针对性，提高勘察数据收集和分析的准确性，基于科学合理的勘察方法分析勘察地区的地质情况，以期为以后的工程建设提供技术支撑和保证。

4.2 现场检验检测方面

在岩土工程中，对桩基进行现场检查和测试是非常必要的。在进行岩土工程的施工、设计、勘察等各环节中，现场检验检测工作的质量将直接关系到勘察结果功能的发挥。因此，需要重视和严格执行现场检查和测试工作，加强对数据的采集和整理，提高工作的准确性和效率，为岩土工程勘察工作的顺利开展起到保证和指导作用。同时，还要加强技术人员对岩土特性的检验和分析工作的有效实施。采用多区多点数据采集技术，提高对岩土特性的分析效率，从而大大提高工程项目的整体安全性。

4.3 后期验桩服务工作方面

在实际的岩土工程勘察中，勘察点的设置不得超出建筑范围内的指定位置，特别是一些地势起伏较大、地形变化较大的地区，也将无法充分反映出地层的真实状况，因此加强后期验桩工作的实施效果十分重要。若桩基为摩擦桩，应进行摩擦力测试；当桩基是端承桩时，其重点是端承载力的检测，而后期的验桩又是非常苛刻的。因此，科学地加强后期验桩工作，可以准确地判断出桩基是否在持力层内的状态，从而为后续的工程建设提供有效的数据。

5、桩基施工中的注意事项

5.1 缩颈问题

在桩基工程中，由于土体在施工过程中发生的压力作用，会造成一定的孔内水压力，使工程中的管线在拔出过程中出现大量的新浇筑的水泥，使桩基部分容易发生沉降，出现收缩状态。另一种情况则是由于工人在拔掉管道的时候，动作太大，造成管道周边的土壤堵塞，从而造成桩体的收缩。在发生收缩问题时，要立即进行处置，在拔管作业间，施工工人要确保钢管内部的水泥表面处于地表以下，以使管子具有足够的膨胀压强，通常要求在50～70 mm 范围之内，并在拔管过程中使用不同的方式，并控制好拔管的速率。

5.2 断桩问题

在桩基工程中，断桩是一种普遍存在的问题，其最大的问题就是在桩基工程中，桩底与其他桩体之间的间距太小，在进行其他基础的时候，会对桩基造成压力，而这时的桩基还没有足够的承压能力和足够的力量，较可能发生断裂。在基础工程中，两个邻近的桩基间距需要达到4 个或大于4 个。而在桩基完成后，在桩基上的强度要满足要求后才能进行邻近的桩基的建设[5]。

5.3 混凝土灌注过多问题

在工程实践中，混凝土的灌浆是影响整个桩基的质量的一个关键因素，需要充分关注。在浇注过程中，应严格遵守有关规定，并对其注入数量进行控制。如果在钻孔中注入太多的水泥，较容易造成钻孔等情况，因此，需要严格地进行水泥的灌浆。在桩基工程中，如果出现大量的混凝土灌注现象，要立即与设计部门联络，并采用其它适合工程需要的桩。

5.4 预制桩问题

在岩土桩基施工中，预制桩是一个非常普遍的问题。桩基施工是基础施工的第一步，其施工质量好坏将直接影响到后期施工进度。由于传统的预制桩施工方式导致桩位误差、桩体倾斜等问题时有发生，由此将对施工造成极大的安全隐患，同时也会直接影响施工进度。由于天然条件的影响，需要对预制桩的尺寸进行精确的控制，才能保证其正常的施工，提高工程的工作效率。

5.5 桩身离析问题

虽然这种问题在建筑工程中时有发生，但它本身的问题并不严重。但是，一旦桩身发生离析，不能及时处理，对桩基施工造成较大的影响，也会对施工造成较大的威胁。工作人员在施工时要多加注意此类问题的出现，以防止因小而造成的后果，使桩基的施工方法更加完善。

6、桩基施工技术在建筑工程施工中的应用

6.1 灌注桩成桩技术

首先要选一个合适的位置进行钻孔，然后把混凝土和钢筋笼放进去。该方法将人工钻孔与机械钻孔有效地结合起来。手工钻孔时注意不要挖粘土和砾石，钻孔深度控制在0.9～1.5m 之间，钻孔完成后放入钢筋开始浇筑混凝土。混凝土浇筑完成后，只要混凝土已经凝固，就会形成灌注桩。这是建筑工程中常见的一种方法。施工前需要考虑当地地质条件。如果局部地区岩溶地貌比较突出，则由于不同层次岩体强度不同而造成偏孔和卡孔问题。因此，在施工过程中应特别注意控制冲击钻的冲击范围，防止偏孔、卡孔等问题。如果孔有轻微的偏孔问题，可将混凝土倒入孔内，1d 后再次钻孔。桩孔打完后，应清理孔内，防止残渣残留于桩底，影响桩孔正常使用。清孔一般采用专用设备，清孔时间应控制在15～20min 内。如有特殊要求，每隔2～3 个h 需再次清洁桩孔。

6.2 预制桩施工技术

在搭建预制堆栈的过程中，首先要选择合适的位置，然后在此阶段通过不同的方法将桩打入到该位置。虽然施工方法多种多样，但各有利弊，应根据实际情况而定。振动法施工速度快，但振动法对地基有干扰，锤法直接影响桩基；水冲法振动小、噪音小、施工速度慢、施工工艺复杂，影响桩基承载能力。另外，在使用水冲的时候，应考虑采用内、外两种方法。内渗技术可以应用于室外工程，如钢管桩、水泥桩等。对于实心方桩、H 型桩，可采用外射法。在任何情况下，射水应在距桩顶2m 处停止。然后需要用锤子把桩子堆到估计的高度。与之相比，静压桩法是一种较为普遍的方法，它具有较低的振动和噪声，应根据现场实际情况而定。如果采用静压桩施工，施工团队应首先确定入桩路径，仔细监控入桩过程，确保路线不偏离指定路线，避免施工过程出现问题，防止桩基悬空、土体悬空等现象。在此过程中，需要对桩基进行保护，一般控制速度为每分钟1m 左右，这样可以使桩底与土层发生相互作用，从而减轻抗剪预应力。为保证桩基与预留孔对齐，需要调整桩基下段的钢筋，使桩基上下接触面保持在5～10mm之间，达到设计要求。

6.3 注浆技术

6.3.1 静压注浆技术

采用静压注浆方法时需要考虑到桩基的不同情况。在软土桩基或松软土壤条件下，注浆料不但会受到较大的阻力，而且会对结构的安全造成一定的影响，因此，在桩基基础工程中，要借助一定的压力，使桩基的底部得到更好的扩展，再通过与空气的接触，使其固化，达到最好的注浆效果。在此流程中将能够使整个框架结构更加完善，从而优化整体的施工质量。注浆材料的加入，可以有效地改善围护结构的桩基状况，使桩基和岩层的质量得到最优化，进而更大程度上满足工程建设的需要。

6.3.2 高压喷射注浆技术

首先，在注浆前，工人要认真检查高压设备和管道，注浆作业完成后，由于浆液失水，易发生缩水反应，使顶部出现空洞。因此，在注浆过程中，需要选择合适的水灰比，以避免其它孔渗入淤泥。其次，为了防止固结体体积减小，需要提高泵量、注入压力、减小旋转幅度和提高转速，以达到较好的注浆效果。采用复喷技术，全面分析喷注施工过程中出现的岩浆现象，保证喷注工艺参数的一致性。在注浆机压力作用下，采用高压注浆技术，实现钻孔泵内液体的传递，保证井底应力及拉伸强度。高压喷射注浆方法也可沿原方向流动，操作灵活。随着高层建筑的不断增多，采用高压喷射注浆技术可有效提高工程的防水性能，从而达到稳定桩基的目的。

6.3.3 压密注浆技术

压密注浆是通过打孔将泥浆注射到土壤中，通过不断的注浆，使其变得更加致密。同时，由于泥浆压力的作用，使土壤发生向上抬升，使土壤发生隆升。同时，通过对建筑物的整体抬高，可以间接地解决建筑物的非均匀沉降问题，使其更符合实际需求。

6.3.4 补桩与纠偏

在桩基工程中，桩基补桩和纠偏是工程建设中的一个关键环节，它对确保桩基工程质量具有十分重要的意义。所谓“补桩”，指的是在前期工程完成后，出现的一些不满足使用规范或要求的桩身。补桩实质上是一种受压的工作，其产生的压力来自于承台所受到的静压。桩基施工的最终影响不仅影响该结构，还影响与其相关的设备的运行。如果最后所呈现的施工效果不如预期，则应根据需要进行调整。实行桩基纠偏可以纠正位置倾斜的桩基，有效防止后续桩基断裂情况的发生。当然，如果想纠正偏离正确位置的桩，也需要对其进行纠偏操作。除此之外，施工人员也可以通过增大桩承台来增加桩基的承载力，以增加桩基的稳定性，通过这样可以弥补桩基找平压力低带来的一些问题，并使其承载能力符合规定的标准。

结语：

总而言之，随着我国建筑业的迅速发展，岩土工程的桩基建设已成为一种综合性工程。所以，对整体施工进行持续的优化与完善，以实现对施工中出现的问题的有效解决，从而保证桩基施工建设的整体稳定性和安全性。本文主要基于岩土工程勘察中的问题及其要点，提出相应的勘察优化方案，以此更好地确保勘察数据应用的科学性和合理性。除此之外，还基于桩基施工要点提出相应的优化对策，使得桩基施工中存在的问题能够得到及时解决，进而有效确保桩基工程建设顺利进行。